DE1440771B2 - Koaxiale Hochfrequenzleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine koaxiale Hochfrequenzleitung mit mindestens drei aneinander anliegenden Isolierstoffrohren als Abstandhalter.

Es sind bereits HF-Leitungen bekannt, bei denen ein kompakter zylindrischer Innenleiter von einzelnen biegsamen Isolierstoffrohren umgeben ist, die vom Außenleiter zusammengehalten werden, so daß sie nicht nur am Innenleiter und Außenleiter anliegen, sondern sich auch unter Verformung gegenseitig abstützen (französische Patentschriften 1 222 180 und 1 152 272).

Der Nachteil von HF-Leitungen dieser Art besteht darin, daß sich die Dielektrizitätskonstante des Mediums zwischen Innen- und Außenleiter nicht dem Wert von 1 annähern läßt, da sich Luft allein nicht als Abstandhalter eignet und die Werkstoffe der Abstandhalter eine größere Dielektrizitätskonstante als 1 aufweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine koaxiale Hochfrequenzleitung zu schaffen, bei der die Abstandhalter dafür sorgen, daß sich die DK dem anzustrebenden Wert von 1 in möglichst hohem Maße nähert.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Isolierstoffrohre, die als Abstandhalter dienen, dem Innenleiter zugekehrte keilförmige, quer zu ihrer Längsachse angeordnete Aussparungen aufweisen.

Es hat sich gezeigt, daß die Materialansammlung in dem dem Innenleiter benachbarten Bereich erheblich vermindert werden kann, indem dort das Abstandhaltermaterial durch zusätzliche Lufträume ersetzt wird. Es wurde gefunden, daß es in erster Linie darauf ankommt, die DK in denjenigen Bereichen zu vermindern, die dem Innenleiter am nächsten liegen, d. h. in den Bereichen, in denen nach der Erfindung die Isolierstoffrohre durch querstehende Einschnitte teilweise durchbrochen werden.

Sind beispielsweise Isolierstoffrohre einer Material-DK von 2,3 verwendet, dann kann durch die Erfindung die DK von 1,45 bei aussparungefreien Isolierstoffrohren auf 1,3 bei mit Aussparung versehenen und in der erfindungsgemäßen Weise angeordneten Isolierstoffrohren vermindert werden.

Unter Isolierstoffrohren werden hier auch solche Elemente verstanden, die als »gefüllte« Rohre anzusehen sind. So können beispielsweise Stäbe aus zellenbildendem Material wie Schaumstoff verwendet werden. Als Material für die Isolierstoffrohre eignen sich in an sich bekannter Weise insbesondere Kunststoffe wie Polyäthylen, z.B. Tetrafluoräthylen-Polymer (Teflon), Acrylnitril, Polyisobutylen, Isopren, Polystyrol und Vinylverbindungen, wie Polymere und Kopolymere des Vinylchlorids, Vinylacetats und Vinyliden-Verbindungen. Es ist auch bekannt, Naturoder synthetischen Kautschuk, Neopren und Kopolymere des Butadiens und Styren zu verwenden. Falls verstärkte Isolierstoffrohre verwendet werden sollen, bieten sich in an sich bekannter Weise glasfaserverstärkte an, die insbesondere eine zusätzliche Verstärkung aus Silikon oder Silikonkautschuk aufweisen.

Die keilförmigen Aussparungen können im Querschnitt auch halbkreisförmig, rechteckförmig oder dreieckig ausgebildet sein.

Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen koaxialen HF-Leitung besteht darin, daß die Isolierstoffrohreim radialen Abstand vom Innenleiter an einer Schneidvorrichtung, die die Aussparungen in die Isolierstoff rohre einschneidet, vorbeigeführt und anschließend mit dem Innenleiter in ein Rohr aus bleibend verformbarem Material mit anfänglich größerem Innendurchmesser als dem Durchmesser der die Isolierstoffrohre und den Innenleiter Umschreibenden eingeführt werden und daß das Rohr schließlich bleibend auf einen verminderten Innendurchmesser verformt wird, durch den auch die Isolierstoffrohre verformt werden.

ίο Dieses Verfahren ist einfach zu bewerkstelligen und eignet sich gut für die Massenproduktion.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Darin ist

F i g. 1 eine perspektivische aufgebrochene Ansicht einer koaxialen HF-Leitung nach der Erfindung,
F i g. 2 ein Querschnitt derselben,
F i g. 3 ein weiterer Querschnitt während einer Herstellungsstufe, _x

F i g. 4 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht, F i g. 5 ein teilweise schematischer Schnitt durch die Vorrichtung zum Zusammenfügen der Bestandteile der HF-Leitung nach Fig. 1 bis 4 und

F i g. 6 ein Schnitt entlang der Linie 6-6>in F i g. 5. Gemäß F i g. 1 besteht die koaxiale HF-Leitung 11 aus einem Außenleiter, der als Rohr 12 aus leitfähigem Material, z. B. Aluminium- oder Kupferlegierungen, vorzugsweise aus elektrisch hochleitfähigem, halbsteifem Material ausgebildet ist, d. h. aus einem Material, das in der Technik häufig als »halbflexibel« bezeichnet wird und das ohne Verformung und ohne Verlust an elektrischen und mechanischen Vorzügen verbogen und wieder geradegebogen werden kann. Das Rohr 12 kann auch eine andere Form haben. Es kann z.B. als gewickelte, gepanzerte Verkleidung ausgebildet sein oder aus einer Beflechtung aus Runddraht oder Flachdraht bestehen. Der Innenleiter 13 kann aus Kupfer oder einem beliebigen anderen geeigneten leitfähigen Material bestehen. Er ist als massiver Leiter dargestellt, kann jedoch auch ein Hohlleiter sein und ist innerhalb des Rohres 12 durch die Isolierstoffrohre 14 relativ starr gehalten. Gemäß F i g. 1 weisen die Isolierstoffrohre 14 verhältnismäßig dünne Wände auf. Alle Zwischenräume sind mit Luft oder einem sonstigen Gas gefüllt.

Die Isolierstoffrohre 14 innerhalb des Rohres 12 sind nicht kreisförmig, obwohl sie ursprünglich gemäß F i g. 2 kreisförmig ausgebildet sein können.

Wie in F i g. 1 und 4 gezeigt, sind die Isolierstoffrohre 14 mit dreieckig dargestellten keilförmigen Aussparungen 15 ausgestattet. Dadurch ist etwa die Hälfte des Materials der Isolierstoffrohre 14, das sich unmittelbar am Innenleiter 13 befinden würde, beseitigt und durch gasförmiges Dielektrikum ersetzt. Für einen Wellenwiderstand von z. B. 50 Ohm ist die HF-Leitung 11 mit einem Nenn-Außendurchmesser von z.B. 9,5 mm versehen, so daß sich eine Grenzfrequenz von 15 000 MHz ergibt. Die Grenzfrequenz von Kabeln mit Nenndurchmessern von 12,7, 22,2, 41,2 mm beträgt dementsprechend 10 000, 5000 bzw. 2800 MHz.

Falls die Isolierstoffrohre 14 nicht vollständig hohl, sondern massiv hergestellt sind, müssen die Aussparungen 15 nicht notwendigerweise auf die eine Seite beschränkt sein.

Es ist zweckmäßig, den Abstand der Aussparungen 15 gegeneinander geringer zu machen als den wirksamen Abstand zwischen den Flächen des Innenleiters 13 und des Rohres 12. Die Aussparungen 15

können ganz nahe beieinander, beispielsweise im Abstand von der Größenordnung von 1 mm oder darunter, angeordnet werden.

F i g. 5 und 6 zeigen schematisch Teile einer Vorrichtung zum Zusammenfügen der Elemente der HF-Leitung. In F i g. 5 sind Spulen 21 zum Zulief ern von Isolierstoff rohren 14 schematisch dargestellt, die in das Kabel eingebaut werden sollen. In der Vorrichtung nach F i g. 5 und 6 ist das auf den Spulen 21 aufgewickelte Rohr- bzw. Schlauchmaterial noch nicht mit den Einschnitten versehen. Die Spule 22 dient zum Zuliefern des Innenleiters 13 für die HF-Leitung.

Die Führungseinrichtung 23 weist im Abstand voneinander angeordnete Öffnungen 24 zum Führen der Isolierstoffrohre 14 und eine mittige Öffnung 25 zum Führen des Innenleiters 13 auf. Die öffnungen 24 liegen in dem Führungsring 23 in einem wesentlich größeren Abstand voneinander, als die Isolierstoffrohre 14 nach Einziehen in das Rohr 12 voneinander entfernt sind. Auf diese Weise wird Raum für eine Schneideinrichtung geschaffen, die aus einer Nabe 26 besteht, an welcher drehbar eine frei ausladende Schneidklinge 28 angeordnet ist, die aus einem Stück mit einer Riemenscheibe 27 besteht bzw. mit dieser fest verbunden ist.

Wie aus F i g. 6 ersichtlich, läuft ein Riemen 31 in einer Nut 29 der Riemenscheibe 27 und einer weiteren Riemenscheibe 30, die mit einer nicht dargestellten Antriebsmaschine verbunden ist, die zum Antreiben der Schneidklinge 28 dient.

Die Teilung bzw. der Abstand der in die Isolierstoffrohre 14 eingeschnittenen Aussparungen 15 wird durch gegenseitiges Abstimmen der Drehgeschwindigkeit der Schneidklinge 28 auf den Vorschub der Isolierstoffrohre 14 geregelt. Dadurch werden die Aussparungen 15 in den benachbarten Isolierstoffrohren 14 gegeneinander versetzt und mögliche Reflexionsstellen vermindert.

Bei der Vorrichtung gemäß F i g. 5 wandern die Isolierstoffrohre 14 und der Innenleiter 13 durch die Vorrichtung zu einem zweiten Führungsring 32, der die Isolierstoff rohre 14 und den Innenleiter 13 sanft in ein Rohr 12 einführt, das um ein geringfügiges Maß, z. B. 10 bis 15 °/o, größer ist als die Summe der Abmessungen der Isolierstoff rohre 14 und des Innenleiters 13, wodurch sich die Isolierstoffrohre 14 und der Innenleiter 13 leicht und unter Aufwand von nur wenig Kraft in eine große Rohrlänge einziehen lassen. Die Kraft zum Einziehen kann von einer Winde geliefert werden, die z. B. mit einem Drahtseil 35 verbunden ist, das mittels einer Klemme 34 und eines Ziehstrumpfes 33 an den Enden der Isolierstoffrohre und des Innenleiters 13 befestigt sein kann.

Nachdem die Innenteile eingangs in das Rohr 12 eingezogen sind, erscheint der Querschnitt des Kabels in der in F i g. 3 gezeigten Form. Wenn einmal die

ίο Innenteile innerhalb des Rohres 12 liegen, wird der Durchmesser desselben durch Ziehen oder Kaltwalzen in an sich bekannter Weise auf den gewünschten Durchmesser vermindert.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nur ein Ring von Isolierstoff rohren 14 gezeigt, die den Innenleiter 13 umgeben, es können aber auch zwei oder mehr solcher Kränze von Isolierstoffrohren 14 verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Koaxiale Hochfrequenzleitung mit mindestens drei aneinander anliegenden Isolierstoffrohren als Abstandhalter, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoff rohre (14) dem Innenleiter (13) zugekehrte keilförmige, quer zu ihrer Längsachse angeordnete Aussparungen (15) aufweisen.

2. HF-Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (15) in den Isolierstoffrohren (14) gegeneinander versetzt sind.

3. Verfahren zur Herstellung einer koaxialen Hochfrequenzleitung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Isolierstoffrohre mit dem Innenleiter in ein Rohr aus bleibend verformbarem Material mit anfänglich größerem Innendurchmesser als dem Durchmesser der die Isolierstoffrohre (14) und den Innenleiter (13) Umschreibenden eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffrohre (14) vor dem Einführen in das Rohr (12) im radialen Abstand vom Innenleiter (13) an einer Schneidvorrichtung, die die Aussparungen (15) in die Isolierstoffrohre (14) einschneidet, vorbeigeführt und daß nach dem Einführen das Rohr (12) bleibend auf einen verminderten Innendurchmesser verformt wird, durch den auch die Isolierstoffrohre (14) verformt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen